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GN1621A
GN Semiconductor (Shanghai) Co., Ltd.
1、概 述
GN1621A是一种128点阵式存储映射多功能LCD驱动电路。GN1621A的S/W结构特点,使它适合点
阵式LCD显示,包括LCD模块和显示子系统,GN1621A还具有节电功能。其主要特点如下:
l
工作电压:2.4V~5.5V
l
内部 256KHz RC 振荡器
l
外部 32KHz 晶振或 256KHz 频率输入
l
可选择 1/2 或 1/3 偏置和 1/2、1/3 或 1/4 占空比 LCD 显示
l
内部时基频率源
l
蜂鸣器驱动信号频率可选择 2KHz 或 4KHz
l
具有关机指令可减少功耗
l
内部时基发生器和 WDT 看门狗定时器
l
内部时基或 WDT 溢出输出
l
八个时基/WDT 时钟的时钟源
l
32×4 LCD 驱动器
l
内部 32×4bit 显示 RAM
l
四路串行接口
l
内部 LCD 驱动频率源
l
可用指令控制操作
l
数据模式和命令模式指令
l
R/W 地址自动累加
l
三种数据访问模式
l
VLCD 引脚用来调整 LCD 工作电压
l
封装形式:LQFP44
l
包装规格:GN1621A
LQFP44
160PCS/板
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1600PCS/盒
9600PCS/箱
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2、功能框图及引脚说明
2.1、功能框图
OSCO
RD
WR
DATA
COM0
LCD驱动
和
偏置电路
VDD
BZ
COM3
SEG0
SEG31
VSS
BZ
~
CS
~
OSCI
显示RAM
控
制
和
定
时
电
路
VLCD
蜂鸣频率
发生器
看门狗定时器
时基发生器
IRQ
注:
CS :芯片选择
BZ, BZ :蜂鸣器输出
WR , RD ,DATA:串行接口
COM0~COM3,SEG0~SEG31:LCD 输出
IRQ :时间基准或 WDT 溢出输出
2.2、引脚排列图
LQFP44 引脚图
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2.3、 管脚说明
引脚
符号
功能
I/O
片选信号输入端(带上拉电阻)。 CS 为逻辑高电平时,数据和命
1
I
CS
令不能读出和写入,并且串行接口电路复位。但当 CS 为逻辑低
电平时,控制器与 GN1621A 之间可以传输数据和命令。
写时钟输入(带上拉电阻)
。在 WR 信号的上升沿,DATA线上的
2
WR
I
3
DATA
I/O
4
VSS
-
负电源,GND
5
VLCD
I
LCD 电源输入
6
VDD
P
正电源
7~8
BZ、 BZ
O
蜂鸣信号输出端
9~12
COM0~COM3
O
LCD
COM 输出端
13~44
SEG0~SEG31
O
LCD
SEG 输出端
数据被锁存到 GN1621A。
串行数据输入/输出端(带上拉电阻)。
3、电特性
3.1、 极限参数 (除非另有规定,T amb =25℃)
参 数 名 称
电源电压
输入电压
储存温度
工作温度
焊接温度
符 号
VDD
VO
T stg
T amb
TL
条 件
10 秒
额 定 值
单 位
-0.3~7
VS S-0.3~VDD +0.3
-50~125
-40~85
245
V
V
℃
℃
℃
3.2、电气特性
3.2.1、直流参数
参数
工作电压
工作电流
待机电流
符号
VDD
测试条件
最小
2.4
典型
最大
5.5
单位
V
IDD1
无负载
片内 RC 振荡器
VDD =3V
150
300
uA
VDD =5V
300
600
uA
IDD2
无负载
晶体振荡器
VDD =3V
60
120
uA
VDD =5V
120
240
uA
IDD3
无负载
外部时钟
VDD =3V
100
200
uA
VDD =5V
200
400
uA
ISTB
无负载
关机模式
VDD =3V
0.1
5
uA
VDD =5V
0.3
10
uA
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VDD =3V
0
0.6
V
VDD =5V
0
1.0
V
VDD =3V
2.4
3.0
V
VDD =5V
4.0
5.0
V
VOL =0.3V
VDD =3V
0.5
1.2
mA
VOL =0.5V
VDD =5V
1.3
2.6
mA
VOH =2.7V
VDD =3V
-0.4
-0.8
mA
VOH =4.5V
VDD =5V
-0.9
-1.8
mA
VOL =0.3V
VDD =3V
80
150
uA
VOL =0.5V
VDD =5V
150
250
uA
VOH =2.7V
VDD =3V
-80
-120
uA
VOH =4.5V
VDD =5V
-120
-200
uA
VOL =0.3V
VDD =3V
60
120
uA
VOL =0.5V
VDD =5V
120
200
uA
VOH =2.7V
VDD =3V
-40
-70
uA
VOH =4.5V
VDD =5V
-70
-100
uA
VDD =3V
40
80
150
KΩ
VDD =5V
30
60
100
KΩ
输入低电平
VIL
DATA, WR , CS , RD
输入高电平
VIH
DATA, WR , CS , RD
DATA, BZ, BZ ,
IRQ
IOL1
DATA, BZ, BZ
IOH1
LCD COM 端灌电流
IOL2
LCD COM 端拉电流
IOH2
LCD SEG 端灌电流
IOL3
LCD SEG 端拉电流
IOH3
上拉电阻
RP H
VLCD 端内置电阻
Rvlcd
DATA, WR , CS , RD
VLCD
55
KΩ
3.2.2、交流参数
参数
系统时钟
符号
测试条件
fSYS1
片内RC 振荡器
fSYS2
晶体振荡器
fSYS3
外部时钟
片内RC 振荡器
LCD 时钟
fLCD
LCD COM 端周期
tCOM
晶体振荡器
外部时钟
n: COM 端数
串行数据时钟
( WR PIN)
fCLK1
占空比 50%
fCLK2
占空比 50%
fTONE
片内RC 振荡器
tCS
CS
串行数据时钟
( RD PIN)
蜂鸣器输出频率
串行接口复位脉冲宽度
(图 3)
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最小
VDD =3V
VDD =5V
VDD =3V
VDD =5V
VDD =3V
VDD =5V
-
fSYS1 /768
VDD =3V
典型
256
256
32.768
32.768
256
256
fSYS2 /96
fSYS3 /768
n/fLCD
最大
单位
-
KHz
-
KHz
-
KHz
Hz
-
Hz
-
s
150
4
-
-
-
-
-
2.0 或 4.0
-
KHz
-
-
250
-
ns
VDD =5V
VDD =3V
VDD =5V
300
75
150
KHz
KHz
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WR , RD 输入脉冲宽度
(图 1)
tCLK
串行数据时钟升/降时间
(图1)
t r, t f
-
串行数据到WR , RD 时
钟的建立时间(图2)
tSU
-
串行数据到WR , RD 时
钟的保持时间(图2)
th
-
tSUL
-
th1
-
CS 到 WR , RD 时 钟
的建立时间(图 3)
CS 到 WR , RD 时 钟
的保持时间(图 3)
VDD =3V
写模式
读模式
写模式
读模式
VDD =5V
VDD =3V
VDD =5V
VDD =3V
VDD =5V
VDD =3V
VDD =5V
VDD =3V
VDD =5V
VDD =3V
VDD =5V
-
-
-
120
-
ns
-
120
-
ns
-
120
-
ns
-
100
-
ns
-
100
-
ns
VDD
90%
50%
10%
tCLK
us
tr
tr
WR, RD, CLK
3.34
6.67
1.67
3.34
GND
tCLK
图1
有效数据
DB
VDD
50%
tSU
GND
th
VDD
50%
WR, RD
CLK
GND
图2
tCS
CS
VDD
50%
thl
tSUL
WR, RD
CLK
50%
FIRST CLK
GND
VDD
LAST CLK
GND
图3
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4、功能说明
GN1621A 是一种具有微控制器接口,由 RAM 映射的 32×4 点阵式 LCD 控制驱动器。电路上电
时清零,并可以通过命令端进行工作状态设置,然后通过片选、读、写端对 RAM 数据进行读、写、
修改操作,RAM 内容与 LCD 显示驱动的内容一一对应。该电路为点阵式 LCD 驱动显示,各 SEG 端
是互相独立的,且容易对 RAM 数据进行修改,所以显示点阵内容灵活,可随用户任意定制。
4.1 RAM
静态显示存储器(RAM)结构为 32×4 位,贮存所显示的数据。RAM 的内容直接映射成 LCD
驱动器的内容。RAM 中的数据可被 READ、WRITE 和 READ-MODIFY-WRITE 命令存取。RAM 中
内容映射至 LCD 结构过程如下图所示:
COM3
COM2
COM1
COM0
0
SEG1
1
SEH2
2
SEG3
3
...
...
...
SEG0
31
SEG31
bit3
bit2
bit1
bit0 bit addr
RAM映射图
4.2 系统振荡器
GN1621A 系统时钟用来产生基准时钟/看门狗电路的时钟、LCD 驱动时钟和蜂鸣频率。时钟可
以来自片内 RC 振荡器(256KHz)、晶体振荡器(32.768KHz)或由 S/W 设置的外部 256KHz 的时钟。
系统振荡器结构如下图。执行 SYS DIS 命令后,系统时钟停止,LCD 偏置发生器也停止工作,此命
令只适用于片内 RC 振荡器(256KHz)和晶体振荡。一旦系统时钟停止,LCD 显示变暗,时基/WDT
将失去功能。
LCD OFF 命令用来关闭 LCD 偏置发生器。LCD OFF 命令关闭 LCD 偏置发生器后,用 SYS DIS
命令减少功耗,相当于系统 POWER DOWN 命令。但当外部时钟用作系统时钟时,SYS DIS 命令既
不能关闭振荡器也不能进入 POWER DOWN 模式。晶体振荡器可用来连接一个 32KHz 外部频率源到
OSCI 管脚。因此,系统进入 POWER DOWN 模式有点类似于外部 256KHz 时钟的运行。系统初始上
电后,GN1621A 处于 SYS DIS 状态。
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OSCI
OSCO
外接晶振32768Hz
系统振荡
外接时钟256KHz
1/8
片上RC振荡256KHz
系统振荡器结构
4.3
时间基准和看门狗定时器
时间基准发生器是由 8 级递增计数器构成,用来设计产生一个精确的时间基准。看门狗定时器
(WDT)由 8 级时基发生器和一个 2 级递增计数器组成,在非正常状态下(未知的或不希望发生的跳
转、执行错误等),用来停止主控制器或其它子系统。WDT 溢出,将设置一个 WDT 溢出标志。时基
发生器的输出和 WDT 暂停标志的输出可以用命令连接到 IRQ 的输出端。总共有 8 个频率适合时基发
生器和 WDT 时钟。其频率由下列公式得出 fWDT=32KHz/2n,n 的值通过命令在 0~7 之间变化,等式
中的 32KHz 表明系统频率由一个 32.76832KHz 的晶体振荡器、一个片内振荡器(256KHz)或外部
256KHz 频率驱动。如果一个片内振荡器(256 KHz)或外部 256KHz 频率作为系统频率,系统频率被
一个 3 级分频器预置成 32KHz。由于时基发生器和 WDT 使用同一个 8 级计数器,因此需小心使用与
时基发生器和 WDT 相关的命令。例如调用 WDT DIS 命令对时基发生器无效,而 WDT EN 不但适用
于时基发生器而且可以激活 WDT 溢出标志输出(WDT 溢出标志连接到 IRQ 脚)。输入 TIMER EN
命令后,WDT 和 IRQ 脚断开,时基发生器的内容由 CLR WDT 或 CLR TIMER 命令清零。CLR WDT
或 CLR TIMER 命令分别相应的在 WDT EN 或 TIMER EN 命令之前执行。CLR TIMER 命令必须在
WDT 模式转换到时基模式之前执行。一旦出现 WDT 溢出模式, IRQ 脚将处于逻辑低电平直到出现
CLR WDT 或 IRQ DIS 命令。IRQ 输出无效后,IRQ 脚将处于悬浮状态。通过执行 IRQ EN 或 IRQ
DIS 命令使 IRQ 输出处于有效或无效状态。 IRQ EN 使得时基发生器或 WDT 溢出标志的输出作用
到 IRQ 脚。时基发生器和 WDT 的结构见下图:
定时/WDT
时钟源/2n
n=0~7
系统时钟
f=32KHz
IRQ
TIMER使能
/256
1
VDD
WDT
/4
D
Q
CK
R
WDT使能
2
3
IRQ使能
CLR WDT
使用片内 RC 振荡器或晶体振荡器,可以用系统命令开启或关闭振荡器,进入 POWER DOWN 模式,
减少功耗。在 POWER DOWN 模式下,时基/WDT 的一切功能都无效。另一方面,如果使用外部时钟
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作为系统频率,SYS DIS 命令不起作用而不执行 POWER DPWN 模式。那就是说,GN1621A 将一直
运行到系统失效或外部时钟取消。系统开启后, IRQ 被禁用。
4.4
蜂鸣输出
在 GN1621A 中提供一个简单的蜂鸣振荡器。蜂鸣振荡器可提供一对蜂鸣驱动信号 BZ 和 BZ ,
用来产生一个简单的蜂鸣。执行 TONE4K 和 TONE2K 命令可产生两种蜂鸣频率,
TONE4K 和 TONE2K 命令设置蜂鸣频率分别为 4KHz和2KHz,蜂鸣驱动信号可以调用TONE ON 或 TONE
OFF 命令来开启或关闭。BZ 和 BZ 是一对反相驱动输出,用来驱动电蜂鸣器。一旦系统失效或蜂鸣
输出停止,BZ 和 BZ 输出处于低电平。
4.5 LCD 驱动器
GN1621A 是一个 128(32×4)点阵式 LCD 驱动器,它可以驱动 1/2 或 1/3 偏置,2、3 或 4 个
COM 端的 LCD 显示器,这个特性使得 GN1621A 适合于多种 LCD 显示器。LCD 驱动时钟产生于系
统时钟,不管系统时钟是来源于 32.768KHz 晶振频率还是片内 RC 振荡器频率或外部频率,LCD 驱动
时钟的频率总是 333Hz。与 LCD 相应命令见下表。
名 称
LCD OFF
LCD ON
指令代码
功 能
1000 000 001 0 X
关闭 LCD 输出
1000 000 00 1 1X
打开 LCD 输出
c=0:1/2 偏置状态
c=1:1/3 偏置状态
BIAS&COM
1000 010 ab Xc X
ab=00:2COM 端
ab=01:3COM 端
ab=10:4COM 端
黑体形式的 100 表明是命令模式 ID,如果出现连续命令模式 ID(除第一个命令)将被忽略。LCD
OFF 命令通过中断 LCD 偏置发生器关闭 LCD 显示,而 LCD ON 命令通过启动 LCD 偏置发生器开启
LCD 显示。BIAS &COM 是与 LCD 显示器相关的命令,通过该命令 GN1621A可驱动许多类型的 LCD
显示器。
4.6
指令格式
GN1621A 可以通过 S/W 来设置,设置 GN1621A 和传送 LCD 显示数据的指令共有两种模式,分
别为命令模式和数据模式。对 GN1621A 的设置称作命令模式,其 ID 是 100,由系统设置命令、系统
频率选择命令、LCD 设置命令、蜂鸣频率选择命令和操作命令组成。数据模式包括 READ、WRITE
和 READ-MODIFY-WRITE 操作。下表是数据模式 ID 和命令模式 ID:
操 作
模 式
ID
READ
数据
110
数据
WRITE
101
READ-MODIFY-WRITE
101
数据
COMMAND
命令
100
命令模式出现在数据和命令传送之前。如出现连续指令,命令模式 ID100 被忽略。当系统工作在
不连续命令或不连续地址数据模式, CS 管脚应设置为 1,而之前的工作模式将被复位。一旦 CS 管脚
为 0,将出现一个新的工作模式 ID。
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4.7
接口
GN1621A
只需 4 线通信。CS 初始化串行接口电路和在主控制器和 G N 1 6 2 1 A 之间终接通信端。
CS 为 1 时,主控制器和 GN1621A 之间数据和命令被禁止和初始化。出现命令模式和模式转换之前,
需要一个高电平脉冲初始化 GN1621A 的串行接口。数据线是串行输入/输出线。读写数据或写入命令
必须通过数据线。 RD 线是 READ 时钟输入。RAM 中的数据在 RD 信号的下降沿被读出,读出数据将显
示在 DATA线上。主控制器在 READ 信号上升沿和下一个下降沿之间读出正确数据。 WR 线是 WRITE时
钟输入。数据线上的数据、地址、命令在 WR 信号上升沿全被读到 GN1621A
IRQ 线被用作主控制
器和 GN1621A 之间的接口。 IRQ 脚作为定时器输出或 WDT 溢出标志输出,由 S/W 设定。主控制器
通过连接 GN1621A 的 IRQ 脚执行时间基准或 WDT 功能。
4.8
4.8.1
时序图
READ 模式(指令码:110)
CS
WR
RD
DATA
1
1
A5 A4 A3 A2
0
A1 A0 D0 D1 D2 D3
地址1(MA1)
4.8.2
1
1
0
A5 A4 A3 A2
数据(MA1)
A1 A0 D0 D1 D2 D3
地址2(MA2)
数据(MA2)
READ 模式(连续地址读)
CS
WR
RD
DATA
1
1
0
A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 D0
地址(MA)
4.8.3
数据(MA)
数据(MA+1)
数据(MA+2)
数据(MA+3)
WRITE 模式(指令码:101)
CS
WR
DATA
1
0
1
A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 D3
地址1(MA1)
数据(MA1)
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1
0
1
A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 D3
地址2(MA2)
数据(MA2)
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4.8.4
WRITE 模式(连续地址写)
CS
WR
DATA
1
0
1
A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 D0
地址(MA)
4.8.5
数据(MA)
数据(MA+1)
数据(MA+2) 数据(MA+3)
READ-MODIFY-WRITE 模式(指令码:101)
CS
WR
RD
DATA
1
0
1
A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3
地址1(MA1)
4.8.6
数据(MA1)
1
0
1
A5 A4 A3 A2 A1 A0 D3 D2 D1 D0
数据(MA1)
地址2(MA2)
数据(MA2)
READ-MODIFY-WRITE 模式(连续地址存取)
CS
WR
RD
DATA
1
0
1
A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 D0
地址(MA)
4.8.7
数据(MA)
数据(MA)
数据(MA+1)
数据(MA+1)
数据(MA+2)
命令模式 (命令码 : 100)
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4.8.8
模式 (数据及命令模式)
注:推荐主控制器应在 RD 上升沿与下一周期 RD 下降沿之间从DATA端读取数据。
4.9、指令一览表
开启预置
复位
名称
ID
命令代码
D/C
READ
WRITE
READMODIFY
-WRITE
110
101
A5A4A3A2A1A0D0D1D2D3
A5A4A3A2A1A0D0D1D2D3
D
D
读 RAM 中数据
写数据到 RAM 中
101
A5A4A3A2A1A0D0D1D2D3
D
读写 RAM
SYS DIS
100
0000-0000-X
C
SYS EN
LCD OFF
LCD ON
TIMER DIS
WDT DIS
TIMER EN
WDT EN
TONE OFF
TONE ON
CLR TIMER
CLR WDT
XTAL 32K
RC 256K
EXT 256K
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
0000-0001-X
0000-0010-X
0000-0011-X
0000-0100-X
0000-0101-X
0000-0110-X
0000-0111-X
0000-1000-X
0000-1001-X
0000-10XX-X
0000-111X-X
0001-01XX-X
0001-10XX-X
0001-11XX-X
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
BIAS 1/ 2
100
0010-abX0-X
C
BIAS 1/ 3
100
0010-abX1-X
C
TONE 4K
100
010X-XXXX-X
C
同 时 关 闭 系统 振 荡器 和
LCD 偏置发生器
开启系统振荡器
关闭 LCD 偏置发生器
开启 LCD 偏置发生器
禁止时间基准输出
禁止WDT 暂停标志输出
允许时间基准输出
允许WDT 暂停标志输出
关闭蜂鸣输出
开启蜂鸣输出
清除时基发生器的内容
清除 WDT 内容
系统时钟为晶体振荡器
系统时钟为片内RC 振荡器
系统时钟为外部时钟LCD1/2
LCD 1/2 偏置状态
ab=00:2COM 端
ab=01:3COM 端
ab=10:4COM 端
LCD 1/3 偏置状态
ab=00:2COM 端
ab=01:3COM 端
ab=10:4COM 端
蜂鸣频率:4KHz
中国(上海)自由贸易试验区芳春路400号1幢3层
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电话:021-34125778
功 能
Yes
Yes
Yes
Yes
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TONE 2K
100
011X-XXXX-X
C
蜂鸣频率:2KHz
IRQ DIS
100
100X-0XXX-X
C
禁止 IRQ 输出
IRQ EN
100
100X-1XXX-X
C
允许 IRQ 输出
F1
100
101X-X000-X
C
F2
100
101X-X001-X
C
F4
100
101X-X010-X
C
F8
100
101X-X011-X
C
F16
100
101X-X100-X
C
F32
100
101X-X101-X
C
F64
100
101X-X110-X
C
F128
100
101X-X111-X
C
TOPT
TNORMAL
100
100
1110-0000-X
1110-0011-X
C
C
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Yes
时基/WDT 时钟输出:1Hz
WDT 暂停标志延时:4s
时基/WDT 时钟输出:2Hz
WDT 暂停标志延时:2s
时基/WDT 时钟输出:4Hz
WDT 暂停标志延时:1s
时基/WDT 时钟输出:8Hz
WDT 暂停标志延时:1/2s
时基/WDT 时钟输出:16Hz
WDT 暂停标志延时:1/4s
时基/WDT 时钟输出:32Hz
WDT 暂停标志延时:1/8s
时基/WDT 时钟输出:64Hz
WDT 暂停标志延时:1/16s
时基/WDT 时钟输出:128Hz
WDT 暂停标志延时:1/32s
测试模式
标准模式
Yes
Yes
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5、典型应用线路
5. 1、应用线路
A
5.2、使用说明:
本封装部分引脚未封出,请根据实际封装引脚使用。
IRQ 和 RD 引脚的连接视主控制器的要求而定。
VLCD 引脚的电压必须低于 VDD。
调节 VR 以适应 LCD 显示屏电压。VDD=5V,VLCD=4V,VR=13.75KΩ±20%。
调节 R(外接上拉电阻)以适应用户的基准时钟。
为了获得最佳性能,需要增加两个 2 个额外的负载电容 C1、C2,电容值的大小影响晶振的精度
建议按下表进行取值。
C1、C2 电容取值说明:
振荡精度
电容值
±10ppm
0~10p
10~20ppm
10~20p
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6、封装尺寸与外形图
6.1、LQFP44 外形图与封装尺寸
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7、声明及注意事项:
7.1、产品中有毒有害物质或元素的名称及含量
有毒有害物质或元素
部件名称
铅(Pb)
汞(Hg) 镉(Cd)
六阶铬
多溴联苯 多溴联苯
(PBBs)
醚(PBDEs)
(Cr(Ⅵ))
引线框
○
○
○
○
○
○
塑封树脂
○
○
○
○
○
○
芯片
○
○
○
○
○
○
内引线
○
○
○
○
○
○
装片胶
○
○
○
○
○
○
说明
○:表示该有毒有害物质或元素的含量在 SJ/T11363-2006 标准的检出
限以下。
×:表示该有毒有害物质或元素的含量超出 SJ/T11363-2006 标准的限
量要求。
7.2 注意
在使用本产品之前建议仔细阅读本资料;
本资料中的信息如有变化,恕不另行通知;
本资料仅供参考,本公司不承担任何由此而引起的任何损失;
本公司也不承担任何在使用过程中引起的侵犯第三方专利或其它权利的责任。
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